Supermateriál pro budoucnost: Hořčík!

Stoupající náklady na pohonné hmoty a jejich klesající zásoby, nutí vědce a technology hledat co nejlehčí materiály pro výrobu aut, letadel a dalších dopravních prostředků. Doslova zázraky se nyní čekají od hořčíku (Mg). Zatím je největším zádrhelem výroba takové hořčíkové slitiny, která by snesla průmyslové výrobní procesy.Stoupající náklady na pohonné hmoty a jejich klesající zásoby, nutí vědce a technology hledat co nejlehčí materiály pro výrobu aut, letadel a dalších dopravních prostředků. Doslova zázraky se nyní čekají od hořčíku (Mg). Zatím je největším zádrhelem výroba takové hořčíkové slitiny, která by snesla průmyslové výrobní procesy.

Čistý hořčík, nazývaný také magnézium, hoří za vysokých teplot oslnivým bílým světlem. Proto je tolik využíván jako součást směsí pro výrobu ohňostrojů. Většina z nás jej dobře zná i z efektních pokusů ve školních laboratořích. Čím ale hořčík tak učaroval vědcům?

Hořčík je všude kolem nás
Potřeba snižovat hmotnost dopravních prostředků je stále naléhavější a hořčík se jeví jako vysoce efektivní a navíc ekologický kov. Co ale vědce nejvíce zajímá, je jeho hustota. Hořčík je neobyčejně lehký. V porovnání s hliníkem je jeho hustota o 30 % nižší, a hmotností se tak vyrovná některým odlehčeným plastům. Přitom je vysoce pevný. Velkou roli hraje i snadná dostupnost hořčíku, je totiž šestým nejběžnějším prvkem v zemské kůře a vyskytuje se prakticky po celém světě v obrovském množství. Vzhledem k tomu, že hořčík velmi snadno reaguje s dalšími prvky, vyskytuje se v přírodě pouze ve sloučeninách.
Hořčík je však i důležitou součástí rostlin. Ve všech zelených rostlinách je totiž součástí chlorofylu.

Revoluce v automobilovém průmyslu?
V současné době se zkoumají vlastnosti hořčíku zejména pro jeho využití v automobilových bateriích, které jsou zbytečně těžké a zvyšují spotřebu u aut. U baterií hraje velkou roli také možnost jejich recyklace, což je dosud u běžných olověných baterií nemalým problémem. Hořčík je snadno recyklovatelný a ani jeho zbytky by nijak nezatěžovaly přírodní prostředí. V současné době je podíl hořčíku ve slitinách, používaných k výrobě autodílů, zhruba pouhých 5–7 kilogramů. Výrobci automobilů však mají již dnes plány na zvýšení podílu hořčíku v autech až na 160 kilogramů, což by zvýšilo účinnost paliva asi o 1 %.

Na hořčík čeká i elektronika a strojírenství
Jak slibně vypadá použití hořčíku v akumulátorech, tak se očekává jeho využití i v palivových a fotovoltaických článcích, a vzhledem k jeho velmi dobrým elektromagnetickým a vysokofrekvenčním vlastnostem i v mobilních telefonech, osobních počítačích, fotoaparátech a dalších výrobcích. Hořčík je rovněž horkým kandidátem na to, aby nahradil i kovové prvky, používané ve strojírenském průmyslu. Vědci však musejí nejprve lépe prozkoumat jeho mechanické, chemické a fyzikální vlastnosti.

Těžko se dá formovat
Jedním z největších omezení, které stojí v cestě širšímu využití hořčíku, je jeho poměrně nepružná hexagonální struktura, která působí problémy při lisování a obrábění. Hliníkové nebo ocelové plechy se snadno tvarují a stačí jednoduchá lisovací forma, abychom dostali během pár vteřin například požadovaný díl karoserie auta. Hořčík tomu ale vzdoruje a chce po technolozích posílení struktury. To ovšem není tak jednoduché, jak by se zdálo. Vědci už sice přišli na způsob, jak to udělat pomocí kovových slitin, obsahujících hořčík a další kovy. Jde jen o to najít správnou kombinaci do takovéto slitiny. Zatím je totiž hořčík pěkně vzdorovitý a vyžaduje posílení struktury za pomoci pěkně drahých příměsí, jako je neodym, yttrium, lanthan a další. V současné fázi výzkumu by využití těchto vzácných kovových prvků výrobu automobilů spíše zdražilo než zlevnilo. Zdá se, že se však blýská na lepší časy. Vědci nedávno vytvořili první slitinu na bázi hliníku, vápníku a hořčíku, která by tvrdým podmínkám vyhovovala. 

Pomohou počítačové modely
Hořčík čeká bezesporu slibná budoucnost a ty pravé objevy teprve přijdou. Aby se vynořily co nejdříve, využívají vědci a inženýři počítačového modelování struktur jednotlivých slitin, což nesmírně urychluje výzkum. Pomocí těchto modelů mohou předvídat a dokonce i testovat silné i slabé stránky nových slitin, aby se co nejvíce zrychlila inovace materiálů. Protože však každé modelování pouze určitým způsobem simuluje skutečnost a v reálu se může slitina chovat odlišně, musí se počítačový model ověřit pomocí řady experimentů.

Rubriky:  Technologie
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Čínský obojživelný obr vzlétne v roce 2022

Čínský obojživelný obr vzlétne v...

Společnost Aviation Industry Corporation of China (AVIC) uvedla, že...
Videohra Kingdom Come jako pomůcka pro vysoké školy

Videohra Kingdom Come jako pomůcka...

Již za několik měsíců se chystá Masarykova Univerzita v Brně zahájit...
Apple představil nový typ výroby hliníku

Apple představil nový typ výroby...

Proces výroby hliníku se prakticky již 130 let nezměnil. Nicméně...
Tesla na tom není tak zle, jak to vypadá

Tesla na tom není tak zle, jak to...

Již na konci loňského roku se objevily informace, že automobilka Tesla postaví...
Jak usnadnit identifikaci cíle v nepříznivých podmínkách? Američané vyvíjí speciální technologii

Jak usnadnit identifikaci cíle v...

Výzkumné armádní laboratoře ve Spojených státech v současné době vyvíjí...
Indická policie nalézá pohřešované děti pomocí moderní technologie

Indická policie nalézá pohřešované...

Indická policie se rok co rok potýká s desetitisíci případy ztracených dětí. Muži...
V Berlíně byl představen bojový eurodron

V Berlíně byl představen bojový...

Společnosti Dassault, Airbus a Leonardo představili na berlínském Berlin...
Co si vzít na sebe na vesmírnou procházku?

Co si vzít na sebe na vesmírnou...

Vybavení astronautů mnohdy patří mezi skutečné technické zázraky. Třeba takový...
Specialisté vytvořili nový typ levné 3D tiskárny

Specialisté vytvořili nový typ...

Nový systém levného 3D tisku představili odborníci z univerzity...
Americká armáda hledá alternativu ke GPS. Systém je snadno napadnutelný

Americká armáda hledá alternativu...

Americká armáda využívá GPS systém zcela běžně. Jeho hlavní nevýhoda ovšem...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Česká konfese: Listina, kvůli níž se císař bál manželky

Česká konfese: Listina, kvůli níž se...

Císař Ferdinand I. od roku 1560 cítí, jak mu ubývají síly. Trápí ho zdraví, ale...
Sedm povolání, u kterých klouby trpí

Sedm povolání, u kterých klouby...

Každé zaměstnání má své výhody i nevýhody, a ne každému se poštěstí spravovat...
Na válečné stezce: 3 indiáni, před nimiž se běloši třásli strachy

Na válečné stezce: 3 indiáni, před...

Britští vojáci z ochozů pevnosti Michilimackinac u průlivu Mackinac mezi Michiganským a...
Největší socha ženy na světě: Spadne Matka vlast k zemi?

Největší socha ženy na světě:...

Vítr se prohání na Mamajevském návrší nad Volgogradem. Na obloze se honí černé...
Přehledně: Cesta k poznání atomu!

Přehledně: Cesta k poznání atomu!

Co je člověk člověkem, zajímá ho, z čeho je složen okolní svět. Už řečtí...
Jak skutečně žili lovci mamutů?

Jak skutečně žili lovci mamutů?

Proslulá kniha Eduarda Štorcha líčí lovce mamutů jako srstí porostlé...
VIDEO: Nešťastného muže „spoknul“ eskalátor!

VIDEO: Nešťastného muže...

Eskalátory patří k našemu životu stejně jako výtahy nebo obyčejné...
Genetika: Kdysi buržoazní pavěda, dnes zásadní pomocník medicíny

Genetika: Kdysi buržoazní pavěda,...

Lékařská genetika a genomika v posledních několika letech překročily řadu...
Utekla slavná pěvkyně Kalašová z vlasti kvůli intrikám?

Utekla slavná pěvkyně Kalašová z...

Nejprestižnější světové operní scény lidé málem zboří ovacemi, když v nich vystupuje půvabná operní zpěvačka Klementina...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.